tesis-n6249-Campolongo

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Tesis Doctoral
Caracterización de los efectos de laCaracterización de los efectos de la
estimulación social temprana en unestimulación social temprana en un
modelo animal de autismomodelo animal de autismo
Campolongo, Marcos Andrés
2017
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Campolongo, Marcos Andrés. (2017). Caracterización de los efectos de la estimulación social
temprana en un modelo animal de autismo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.
Universidad de Buenos Aires. https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6249_Campolongo
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Campolongo, Marcos Andrés. "Caracterización de los efectos de la estimulación social
temprana en un modelo animal de autismo". Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.
Universidad de Buenos Aires. 2017.
https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6249_Campolongo
https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar
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https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6249_Campolongo
mailto:bibliotecadigital.exactas.uba.ar
 
 UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES 
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 
Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular 
 
Caracterización de los efectos de la 
estimulación social temprana en un modelo 
animal de autismo 
 
Tesis presentada para optar al título de Doctor de la 
Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas 
 
Marcos Andrés Campolongo 
 
Directora de Tesis: Dra. Amaicha Depino 
Consejera de Estudios: Dra. Lidia Szczupak 
Lugar de Trabajo: Laboratorio de Neurobiología del Autismo, IFIByNE, UBA-CONICET. 
 
Agosto de 2017 
1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Caracterización de los efectos de la estimulación social 
temprana en un modelo animal de autismo 
El autismo representa un desorden severo del desarrollo neural caracterizado por 
un impedimento sostenido en la interacción social y en la comunicación, y por patrones de 
comportamiento estereotipados o restrictivos. Los síntomas inician típicamente durante la 
infancia, manifestándose completamente alrededor de los 5 años de vida, y tienden a 
perdurar hasta la adultez. 
Se han propuesto distintas causas del autismo, tanto genéticas como ambientales, 
sin embargo a la fecha no se ha podido identificar un único factor etiológico ni caracterizar 
los mecanismos patofisiológicos del síndrome. 
Por otro lado, si bien se han hecho grandes avances en el tratamiento del autismo, 
todavía no existen tratamientos efectivos para todos los casos y se desconocen los 
mecanismos mediante los cuales actúan aquellos que se utilizan. No obstante, es extensa 
la evidencia científica que ha estudiado los efectos beneficiosos que tiene el tratamiento 
postnatal con ambientes enriquecidos, los cuales contienen múltiples oportunidades de 
exploración y estimulación, tanto en pacientes humanos como en modelos animales. 
En esta tesis, se utilizó el modelo animal de autismo por exposición prenatal al 
ácido valproico (VPA) para estudiar el efecto de las interacciones sociales, un componente 
específico del ambiente enriquecido, sobre las alteraciones en la sociabilidad del modelo. 
De manera interesante, el tratamiento con estimulación social entre el destete y la adultez 
de animales tratados prenatalmente con VPA resultó en un aumento en los niveles de 
sociabilidad. 
Para dilucidar cuál es el mecanismo mediante el cual la estimulación social revierte 
el fenotipo conductual, se estudió el efecto de la estimulación social temprana sobre el 
sistema nervioso central, a través de dos enfoques: un análisis no sesgado de la actividad 
cerebral a nivel basal y frente a estímulos sociales, y un análisis sobre algunas de las 
3 
 
alteraciones fisiológicas previamente reportadas en la bibliografía tales como el estado 
neuroinflamatorio, la función del eje hipotálamo-pituitaria-adrenal y el estado de la 
sinapsis excitatoria en regiones del sistema nervioso central relevantes para el autismo, 
como lo son el hipocampo y el cerebelo. 
El análisis sobre la actividad basal reveló que la exposición prenatal a VPA resulta 
en alteraciones en los niveles de actividad en la corteza piriforme, las cuales no se 
evidenciaron en los animales también tratados prenatalmente con VPA, pero estimulados 
socialmente. La corteza piriforme está involucrada en múltiples mecanismos de 
procesamiento de la información olfativa, entre los que se destacan la integración de la 
información proveniente del bulbo olfatorio y la capacidad de discriminar olores. 
Curiosamente, la exposición prenatal a VPA resultó en una incorrecta discriminación de 
olores sociales en la adultez, lo cual también fue revertido por la estimulación social 
temprana. 
Por otro lado, no se encontraron alteraciones provocadas por la exposición 
prenatal a VPA en las funciones neuroinflamatoria y del eje hipotálamo-hipófisis-adrenal, 
así como tampoco en el estado de la sinapsis excitatoria. 
En su conjunto, nuestros resultados sugieren que las alteraciones en la sociabilidad 
podrían estar relacionadas con un incorrecto procesamiento de los estímulos sociales, 
asociado a alteraciones en la función de la corteza piriforme, y que la exposición a 
estímulos sociales durante etapas críticas del desarrollo podría revertir estas alteraciones 
funcionales, dando como resultado una mejor performance en comportamientos sociales 
adultos. 
Nuestro estudio contribuye a la caracterización de los cambios celulares y 
moleculares que se correlacionan con la reducción de la sociabilidad observada en 
animales prenatalmente expuestos a VPA. Además, demuestra que los déficits en la 
interacción social pueden ser rescatados por la exposición temprana a estímulos sociales. 
Este hallazgo da una ventaja adicional a nuestro modelo, ya que los mecanismos celulares 
4 
 
y moleculares identificados pueden ser utilizados en el futuro para el estudio de nuevos 
tratamientos para la enfermedad. 
Palabras claves: autismo, VPA, ratón, sociabilidad, corteza piriforme, neuroinflamación 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
Characterization of the effects of early social stimulation in 
an animal model of autism 
Autism is a severe neural development disorder characterized by impairment in social 
interaction and communication, and by stereotyped or restrictive behavioral patterns. The 
disorder develops in early life and the symptoms manifest typically before 5 years of age, 
and tend to last until adulthood. 
Different causes of autism have been proposed, both genetic and environmental, however 
the etiology of the syndrome is still unknown. 
In addition, although great advances have been made in the treatment of autism, there 
are still no effective treatments for all cases and the mechanisms underlying those in use 
are unknown. Several studies have shown the benefits of an early behavioral intervention 
in autism. Numerous evidences exist in different species that show that the early social 
environment has a profound influence on the development of social behaviors in the 
adult. 
In this work, the animal model of autism by prenatal exposure to valproic acid (VPA) was 
used to study the effectof social interactions, a specific component of an enriched 
environment, on sociability alterations caused by VPA treatment. Interestingly, we found 
that social stimulation between weaning and adulthood can reverse the behavioral 
alterations generated by prenatal exposure to VPA. 
In order to elucidate the mechanism by which social stimulation reverses the behavioral 
phenotype, we studied the effects of social stimulation on the central nervous system 
using two different approaches: an unbiased study of brain activity at both basal levels 
and after social stimulation, and an analysis of physiological alterations previously 
reported in the literature such as the neuroinflammatory basal levels, the hypothalamic-
pituitary-adrenal axis function, and the excitatory synapse, in regions of the central 
nervous system relevant to the study of autism, such as the hippocampus and cerebellum. 
6 
 
Our work reveals than prenatal exposure to VPA results in altered basal neuronal activity 
in the piriform cortex, which was not evidenced in animals also treated prenatally with 
VPA, but socially stimulated. The piriform cortex is involved in multiple olfactory 
information processing mechanisms, including the integration of information from the 
olfactory bulb and the ability to discriminate odors. Interestingly, prenatal exposure to 
VPA resulted in incorrect discrimination of social odors in adulthood, which was also 
reversed by early social stimulation. 
In addition, we found normal levels of both inflammatory and hypothalamic-pituitary-
adrenal axis function, as well as on the excitatory synapse activity. 
In summary, our results suggest that alterations in sociability may be related to incorrect 
processing of social stimuli associated with alterations in the function of the piriform 
cortex, and that exposure to social stimuli during critical stages of development could 
reverse these functional alterations, resulting in a better performance in adult social 
behaviors. 
Our study contributes to the characterization of cellular and molecular changes that 
correlate with the reduced sociability observed in animals prenatally exposed to VPA. In 
addition, it shows that deficits in social interaction can be rescued by early exposure to 
social stimuli. This finding gives an additional advantage to our model, since the cellular 
and molecular mechanisms identified can be used in the future for the study of new 
treatments for the disease. 
Key words: autism, VPA, mouse, sociability, piriform cortex, neuroinflammation 
 
 
 
 
7 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Muchos filósofos han interpretado el mundo, 
pero la idea es transformarlo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A todos aquellos quienes transforman mi mundo, ayudándome a recorrer mi camino. 
No me alcanzaría el tiempo para nombrarlos a todos. 
A Amaicha, Nadia y Lulú. 
A mis amigos. 
A mi familia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
Abreviaturas 
[18F]-FDG: fluordesoxiglucosa 
AIM: activación inmune materna 
ANOVA: análisis de la varianza 
balance E/I: balance excitatorio/inhibitorio neuronal 
BTBR: cepa endocriada de ratones BTBT T1tf/J 
DG: día gestacional 
DP: día postnatal 
DSM: manual estadístico del diagnóstico, de sus siglas en inglés 
EGFP: proteína fluorescente verde reforzada 
EPM: ensayo de laberinto elevado en cruz 
fMRI: resonancia mangnética funcional 
FST: ensayo de natación forzada 
FWHM: ancho a la mitad de la altura 
GD: giro dentado 
GFAP: proteína glial fibrilar acida 
HPA: hipotálamo-pituitaria-adrenal 
i.p.: inyección intraperitoneal 
Iba1: proteína de unión a calcio tipo 1 
ICX: inactivación del cromosoma X 
LPS: lipopolisacárido bacteriano 
MANOVA: análisis multivariado de la varianza 
NOR: ensayo de reconocimiento de objeto novedoso 
OF: ensayo de campo abierto 
10 
 
PB: buffer fosfato 
PBS: buffer fosfato salino 
PCR: reacción en cadena de la enzima polimerasa 
PET: tomografía por emisión de positrones 
PoliI:C: ácido poliinosínico-policitidílico 
PSF: función de dispersión de punto 
ROI: región de interés 
RTT: síndrome de Rett 
Sal: solución salina 
SFX: síndrome de frágil X 
SNC: sistema nervioso central 
SVF: síndrome del valproato fetal 
TEA: trastornos del espectro autista 
TLR-4: receptor Toll tipo 4 
TST: ensayo de suspensión de la cola 
Tx: detergente triton X100 
VPA: ácido valproico 
 
 
 
 
 
11 
 
INDICE 
I. 1. Trastornos del Espectro Autista ................................................................................................. 18 
I. 1.1 Historia del autismo ............................................................................................................. 18 
I. 1.2 Características de los trastornos del espectro autista ......................................................... 20 
I. 1.3 Comorbilidad con otras neuropatologías: trastornos de ansiedad y depresión .................. 21 
I. 2. Estudio y tratamiento del TEA .................................................................................................... 23 
I. 2.1 Etiología del trastorno autista: ¿factores genéticos o factores ambientales? ..................... 23 
I. 2.2 La base de la investigación científica en TEA: modelos animales de autismo ..................... 28 
I. 2.2.1 Modelos genéticos ........................................................................................................ 30 
I. 2.2.2 Modelos ambientales .................................................................................................... 33 
I. 3. Neuropatología del autismo ....................................................................................................... 37 
I. 3.1 Alteraciones en la actividad neuronal. ¿Existen alteraciones que definan al cerebro 
autista? .......................................................................................................................................... 37 
I. 3.2 Autismo y neuroinflamación ................................................................................................ 40 
I. 3.3 Alteraciones en la función sináptica .................................................................................... 43 
I. 3.4 Otras alteraciones reportadas en TEA.................................................................................. 46 
I. 4. Tratamiento de los Trastornos del Espectro Autista .................................................................. 47 
I. 5. Caracterización de los efectos de la estimulación social temprana como terapia para el 
tratamiento del TEA .......................................................................................................................... 51 
Hipótesis y Objetivos ......................................................................................................................... 55 
II. 1. Animales .................................................................................................................................... 57 
II. 1.1 Apareamiento de progenitores ........................................................................................... 57 
II. 1.2 Tratamiento Prenatal .......................................................................................................... 58 
II. 1.3 Tratamiento postnatal ......................................................................................................... 58 
II. 2. Caracterización conductual en la adultez.................................................................................. 59 
12 
 
II. 2.1 Cohortes de animales .......................................................................................................... 59 
II. 2.2 Ensayos conductuales ......................................................................................................... 59 
II. 2.2.1 Ensayo de Interacción Social ........................................................................................60 
II. 2.2.2 Ensayo de Laberinto Elevado en Cruz .......................................................................... 62 
II. 2.2.3 Ensayo de Campo Abierto ............................................................................................ 64 
II. 2.2.4 Ensayo de Habituación/Deshabituación Olfatoria ....................................................... 65 
II. 2.2.5 Ensayo de Reconocimiento de Objeto Novedoso ........................................................ 67 
II. 2.2.6 Ensayo de acicalamiento .............................................................................................. 68 
II. 2.2.7 Ensayo de Oscuridad/Luz ............................................................................................. 69 
II. 2.2.8 Ensayo de Suspensión de la Cola .................................................................................. 70 
II. 2.2.9 Ensayo de Natación Forzada ........................................................................................ 72 
II. 2.2.10 Ensayo de Laberinto en Y ........................................................................................... 72 
II. 2.2.11 Análisis estadístico del comportamiento adulto ........................................................ 74 
II. 3. Caracterización conductual juvenil ........................................................................................... 74 
II. 3.1 Ensayo de Juego Juvenil ...................................................................................................... 74 
II. 3.2 Análisis estadístico del comportamiento juvenil ................................................................ 76 
II. 4. Identificación de áreas del sistema nervioso central involucradas en las interacciones sociales
 ........................................................................................................................................................... 76 
II. 4.1 Imaging con Tomografía de Emisión de Positrones pre-clínica .......................................... 76 
II. 4.2 Consideraciones generales de la utilización de la Tomografía de Emisión de Positrones 
(PET) .............................................................................................................................................. 77 
II. 4.2.1 Sistema de Imaging ..................................................................................................... 77 
II. 4.2.2 Manipulación de los animales ..................................................................................... 77 
II. 4.2.3 Configuración de adquisición y reconstrucción de imágenes ..................................... 77 
II. 4.2.4 Procesamiento espacial de las imágenes..................................................................... 78 
13 
 
II. 4.2.5 Diseño Experimental del Experimento 2 ..................................................................... 78 
II. 4.2.6 Análisis estadístico sobre las imágenes ....................................................................... 79 
II. 5. Caracterización de la activación glial y de la respuesta inflamatoria ........................................ 79 
II. 5.1 Procesado de cerebros para técnicas histológicas ............................................................. 79 
II. 5.2 Análisis de la densidad y morfología de células gliales ....................................................... 80 
II. 5.2.1 Análisis sobre la densidad y morfología de células astrogliales: Inmunofluorescencia 
anti GFAP ................................................................................................................................... 80 
II. 5.2.2 Análisis sobre la densidad y morfología de células astrogliales: Análisis y 
cuantificación ............................................................................................................................ 81 
II. 5.2.3 Análisis sobre la densidad y morfología de células microglíales: Inmunofluorescencia 
anti Iba1 .................................................................................................................................... 83 
II. 5.2.4 Análisis sobre la densidad y morfología de células microglíales: Inmunofluorescencia 
anti Iba1: cuantificación y análisis ............................................................................................ 84 
II. 5.3 Análisis de la respuesta a estrés en la adultez .................................................................... 86 
II. 5.3.1 Análisis de la respuesta a estrés: Novedad Social ....................................................... 86 
II. 5.3.2 Análisis de la respuesta a estrés: Tratamiento con LPS ............................................... 86 
II. 5.4 Radioinmunoensayo ............................................................................................................ 87 
II. 5.4.1 Extracción de muestras de plasma .............................................................................. 87 
II. 5.4.2 Procesamiento de muestras de plasma ....................................................................... 87 
II. 5.4.3 Protocolo de radioinmunoensayo ............................................................................... 88 
II. 6. Análisis de la densidad y morfología de espinas dendríticas en la adultez .............................. 89 
II. 6.1 Línea de animales transgénicos Thy 1-EGFP ........................................................................... 89 
II. 6.2 Genotipificación de animales positivos para el transgén Thy1-EGFP ................................. 90 
II. 6.2.1 Extracción de muestras de ADN para PCR ................................................................... 90 
II. 6.2.2 Protocolo de la reacción PCR ....................................................................................... 91 
II. 6.3 Animales ............................................................................................................................. 92 
14 
 
II. 6.4 Procesado de cerebros para el análisis de la densidad de espinas dendríticas ................. 93 
II. 6.5 Obtención y procesamiento de imágenes ........................................................................... 93 
II. 6.5.1 Deconvolución de imágenes obtenidas por microscopía confocal ............................. 93 
II. 6.6 Cuantificación de la densidad de espinas dendríticas ........................................................ 95 
III. 1. Caracterización conductual en la adultez ................................................................................ 98 
III. 1.1 Análisis de los efectos de la estimulación social temprana sobre las conductas 
relacionadas con el autismo .......................................................................................................... 99 
III. 1.1.1 Análisis sobre los niveles de sociabilidad en la adultez: Ensayo de interacción social 99 
III. 1.1.2 Análisis sobre la función olfatoria y la discriminación de olores: Ensayo de 
habituación/deshabituación olfatoria ..................................................................................... 101 
III. 1.1.3 Análisis sobre la neofobia: Ensayo de reconocimiento de objeto novedoso ........... 106 
III. 1.1.4 Análisis sobre los niveles de comportamientos estereotipados o repetitivos: Ensayos 
de acicalamiento y de laberinto en Y ...................................................................................... 107 
III. 1.2 Análisis de los efectos de la estimulación social temprana sobre la conducta: Conductas 
relacionadas con la ansiedad y con la depresión ........................................................................ 109 
III. 1.2.1 Análisis sobre los niveles de conductas relacionadas con la ansiedad: Ensayos de 
laberinto elevado en cruz, de campo abierto y de oscuridad/luz ........................................... 109 
III. 1.2.2 Análisis sobre los niveles de conductas relacionadas con la depresión:Ensayos de 
suspensión de la cola y de natación forzada ........................................................................... 114 
III. 2. Caracterización conductual juvenil ........................................................................................ 116 
III. 2.1 Análisis de los niveles de sociabilidad a DP21 ................................................................. 117 
III. 2.2 Análisis de los niveles de sociabilidad a DP28 ................................................................. 120 
III. 2.3 Análisis de los niveles de sociabilidad a DP35 .................................................................. 127 
III. 2.4 Análisis de los niveles de sociabilidad a DP42 .................................................................. 131 
III. 3. Identificación de áreas del sistema nervioso central involucradas en las interacciones sociales
 ......................................................................................................................................................... 137 
III. 3.1 Experimento 1: Análisis de la actividad basal del sistema nervioso central .................... 137 
15 
 
III. 3.2 Experimento 2: Análisis de la actividad del sistema nervioso central frente a estímulos 
novedosos sociales y no sociales ................................................................................................ 140 
III. 4. Caracterización de la activación glial y de la respuesta inflamatoria ..................................... 144 
III. 4.1 Análisis sobre la densidad y morfología de células astrogliales: Inmunofluorescencia anti 
GFAP ............................................................................................................................................ 145 
III. 4.2 Análisis sobre la densidad y morfología de células microglíales: Inmunofluorescencia anti 
Iba1 .............................................................................................................................................. 151 
III. 4.3.Análisis de la respuesta a estrés en la adultez ................................................................. 157 
III. 4.3.1 Análisis de la respuesta a novedad social como estímulo estresante ...................... 157 
III. 4.3.2 Análisis de la respuesta al tratamiento con LPS como estímulo estresante ............. 159 
III. 5. Análisis de la densidad y morfología de espinas dendríticas en la adultez ............................ 161 
IV. 1. Efectos de la estimulación social temprana sobre las conductas relacionadas con el autismo y 
patologías comórbidas .................................................................................................................... 172 
IV. 1.1 La estimulación social temprana aumenta los niveles de interacción social en la adultez 
en animales prenatalmente expuestos a VPA ............................................................................ 172 
IV. 1.2 La estimulación social temprana disminuye parcialmente los comportamientos 
estereotipados o repetitivos en animales prenatalmente expuestos a VPA .............................. 175 
IV. 1.3 La estimulación social temprana no tiene efecto sobre las conductas relacionadas con la 
depresión en animales prenatalmente expuestos a VPA ........................................................... 177 
IV. 2. Empezando a entender cómo actúa la estimulación social temprana sobre el sistema 
nervioso central............................................................................................................................... 179 
IV. 2.1 El efecto de la estimulación social temprana sobre las alteraciones en la sociabilidad en 
animales prenatalmente expuestos a VPA: ¿prevención o reversión? ....................................... 179 
IV. 2.2 La reversión de las alteraciones en los niveles de sociabilidad: ¿La estimulación social 
actúa sobre vías funcionalmente alteradas o a través de mecanismos independientes?.......... 183 
IV. 2.2.1 La estimulación social entre DP21 y DP60 revierte alteraciones en la actividad basal 
de la corteza piriforme ............................................................................................................ 183 
IV. 2.2.2 Efecto de la estimulación social temprana sobre alteraciones previamente 
reportadas: La respuesta neuroinflamatoria y la función del eje HPA ................................... 188 
16 
 
IV. 2.2.3 Efecto de la estimulación social temprana sobre alteraciones previamente 
reportadas: La función sináptica ............................................................................................. 191 
IV. 3. El impacto de la ausencia de estimulación social temprana ................................................. 193 
IV. Conclusiones generales ............................................................................................................. 196 
V. Bibliografía………..…………………………………………………………………………..…………………………..200 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
 
 
I. INTRODUCCIÓN 
 
 
 
 
 
 
 
18 
 
I. 1. Trastornos del Espectro Autista 
I. 1.1 Historia del autismo 
El término “autismo” proviene de la palabra griega eaftismos, que significa 
“encerrados en sí mismos” y fue utilizado por primera vez en el año 1911 por el psiquiatra 
suizo Eugen Bleurer, aunque éste lo utilizó para referirse a síntomas que consideraba 
perturbaciones básicas de otro síndrome psiquiátrico, la esquizofrenia. No obstante, fue 
otro psiquiatra, el austríaco Leo Kanner quien, basándose en un estudio realizado sobre 11 
niños con características peculiares, señaló por primera vez al autismo como un síndrome 
diferente a la esquizofrenia (Kanner, 1943), sembrando las bases del estudio moderno del 
autismo. En este trabajo, Kanner realiza una detallada descripción de la conducta de estos 
niños con definiciones tales como “falta de contacto con las personas”, 
“ensimismamiento”, “soledad emocional” y una profunda “incapacidad para relacionarse 
normalmente, desde un principio, con personas o situaciones”. A su vez, también Kanner 
da una relevancia especial a las alteraciones en el lenguaje: todos los niños presentaban 
dificultades a la hora de mantener una conversación, su lenguaje se caracterizaba por su 
carácter repetitivo y memorístico, y presentaban ecolalia, es decir, la repetición inmediata 
e involuntaria de una palabra o frase que se acaba de escuchar o de pronunciar uno 
mismo. Por otro lado, Kanner percibió un tercer síntoma característico, que él definió 
como “un deseo ansioso y obsesivo de mantener la invariabilidad”, lo cual se traducía en 
actividades repetitivas o monótonas presentadas por los niños, además de una 
desesperación que provocaba en ellos algún cambio en la rutina. Finalmente, hace 
algunos comentarios sobre el estado cognitivo, resaltando que presentaban algún grado 
de inteligencia, como lo era una excelente memoria mecánica, y afirma que varios de los 
niños eran un poco torpes en la marcha y en la motricidad gruesa, pero presentando 
todos ellos una muy buena motricidad fina. Por último, los describe como “físicamente 
normales”, aunque añade que 5 de ellos poseían un cráneo relativamente aumentado. 
Sin embargo, y a pesar de la importante contribución de Leo Kanner a la 
descripción del autismo, no todas sus premisas fueron acertadas y produjo una profunda 
19 
 
equivocación respecto a la etiología del síndrome. Kanner centró su estudio en la relación 
de los niños con sus padres quienes, por pertenecer a una clase muy educada, parecían 
ser personas muy ocupadas que demostraban poco afecto por sus hijos. A partir de este 
análisis, describió al autismo como un trastorno emocional producido por una inadecuada 
relación afectiva entre el niño y los padres y popularizó la teoría de las madres 
refrigeradoras. Hacia 1954 había recolectado observaciones de más de 100 casos, y llegó a 
la conclusión de que una insuficiencia afectivaen la crianza por parte de madres frías y 
poco demostrativas era, en gran parte, la causa del autismo de sus hijos (Kanner, 1954). 
Sin embargo, ya por aquellos años el mismo Kanner empezó a ver que su teoría no se 
sostenía al darse cuenta de que hermanos de niños con autismo, criados por los mismos 
padres “poco afectivos”, no tenían casi nunca ningún problema en la conducta o en la 
forma de relacionarse con los demás. 
La teoría de las madres refrigeradoras fue finalmente refutada, con fundamentos 
basados en nuevos hallazgos científicos que relacionaban al trastorno autista con aspectos 
fisiológicos del niño, y revolucionaron el abordaje al estudio del autismo. Un ejemplo de 
esto fue un trabajo que demostró que la epidemia de rubeola de 1964 dejó un alto 
número de niños con autismo (Chess, 1977), lo que sugirió que alteraciones en la función 
del sistema inmune podrían estar implicadas en el desarrollo del síndrome. Más tarde, se 
reportó evidencia que mostró que un tercio de las personas con autismo también 
desarrollan epilepsia (Deykin and MacMahon, 1979), lo cual sugería también que el 
desarrollo del autismo podría relacionarse con alteraciones en el sistema nervioso central 
(SNC). 
De esta manera, el trastorno autista fue incorporado en 1980 al Manual Estadístico 
de Diagnóstico (DSM), utilizado clínicamente para clasificar los trastornos 
neuropsiquiátricos, en su tercera edición. Empero, desde ese momento a la actualidad los 
criterios que debe cumplir una persona para ser diagnosticada con autismo están siendo 
constantemente redefinidos; de hecho, hubieron cambios en la clasificación en cada 
nueva edición del manual. Previamente se incluía al autismo entre los trastornos 
generalizados del desarrollo, junto a otros trastornos como lo son el trastorno de Rett, el 
20 
 
trastorno desintegrativo infantil, el trastorno de Asperger y el desorden generalizado del 
desarrollo sin especificar. En la actualidad, el DSM-V, la versión más actualizada del 
manual, definió una nueva categoría: Trastornos del Espectro Autista (TEA), dentro de los 
denominados “trastornos del neurodesarrollo”. De esta manera, los TEA incluyen 
trastornos previamente llamados autismo de la primera infancia, autismo infantil, autismo 
de Kanner, autismo de alto funcionamiento, autismo atípico, trastorno generalizado del 
desarrollo sin especificar, trastorno desintegrativo infantil y trastorno de Asperger. El 
razonamiento para esta nueva agrupación es que estos desórdenes muestran 
esencialmente los mismos síntomas, diferenciándose solamente en grados de severidad. 
Estos síntomas son el déficit en el lenguaje, el déficit en la interacción social y la presencia 
de movimientos repetitivos y estereotipados. 
I. 1.2 Características de los trastornos del espectro autista 
Los TEA se caracterizan por déficits en la interacción y en la comunicación social 
en múltiples contextos, y por patrones de comportamiento, intereses o actividades de 
tipo restrictivo o repetitivo (American Psychiatric Association, 2013). Los síntomas 
suelen aparecer durante la infancia, manifestándose en la mayoría de los casos en los 
primeros 5 años de vida, y tienden a persistir durante la adolescencia y la edad adulta. 
Otras afecciones frecuentemente reportadas incluyen alteraciones en el sistema 
inmune, desórdenes gastrointestinales, disfunción mitocondrial y desórdenes del 
sueño (Bauman, 2010; Zerbo et al., 2015). 
Respecto a la prevalencia de estos trastornos, es mucho lo que se ha estudiado 
y los resultados obtenidos demuestran la importancia del estudio de los TEA. En 
general, el número reportado varía dependiendo del país pero en todos los casos 
supera la cifra de 1 cada 200 niños nacidos. En el año 2006, por ejemplo, en el Reino 
Unido se estimaba que el 1% de la población infantil padecía este trastorno (Baird et 
al., 2006). En Estados Unidos, trabajos publicados en 2009 indicaban que este desorden 
afectaba a 1 de cada 100-200 niños nacidos (Baron-Cohen et al., 2009; Kogan et al., 
2009), lo que convertía a este desorden en uno de los de más alta incidencia en niños 
21 
 
en los países desarrollados. Informes más recientes indican una prevalencia de 1 en 50 
(Blumberg et al., 2013). En Estados Unidos, el número de casos aumentó en un 123% 
de 2002 a 2010, con una prevalencia estimada de 1 en 68 niños de 8 años 
(Developmental Disabilities Monitoring Network Surveillance Year 2010 Principal 
Investigators and Centers for Disease Control and Prevention, 2014). En Canadá, de 
2003 a 2010, se registraron aumentos del 70% y 95% en la Isla del Príncipe Eduardo y 
en el Sudeste de Ontario, respectivamente, con prevalencias correspondientes de 1 en 
106 y 1 en 63 niños de 6 a 9 años en 2010 (Ouellette-Kuntz et al., 2012). Todo esto 
plantea que el número de niños que padecen TEA, al menos en los países más 
desarrollados, estaría aumentando significativamente. La prevalencia de los TEA en 
muchos países de ingresos bajos y medios es hasta ahora desconocida. 
Hay muchas explicaciones posibles para este aparente incremento de la 
prevalencia, como podrían ser una mayor concientización sobre la enfermedad, y 
mejoras en las herramientas diagnósticas y en la comunicación, lo que ha llevado a una 
ampliación de los criterios diagnósticos que incluso, en algunos casos, hasta podría 
resultar en sobre-diagnósticos (Stokstad, 2001; Wing and Potter, 2002; Fombonne, 
2008). Sin embargo, varios estudios sugieren que esto no explicaría todo el aumento 
observado, indicando que existe un incremento real en el número de casos. 
Otro dato epidemiológico relevante es que los TEA muestran una mayor 
incidencia en varones, con una relación varones:mujeres de 4:1. 
I. 1.3 Comorbilidad con otras neuropatologías: trastornos de ansiedad y 
depresión 
El término comorbilidad hace referencia a la presentación en un mismo individuo 
de dos o más enfermedades o trastornos distintos, que pueden ocurrir de manera 
simultánea o uno después del otro. La comorbilidad también implica que pueda haber una 
interacción entre las dos enfermedades que puede empeorar la evolución de ambas. 
En la actualidad, es bien conocido que los adultos con TEA tienen una alta 
prevalencia de múltiples comorbilidades psiquiátricas tales como depresión (Ghaziuddin 
22 
 
et al., 2002; Gadow et al., 2012; Strang et al., 2012), ansiedad (Gillott et al., 2001; White 
and Roberson-Nay, 2009), desórdenes obsesivos-compulsivos (Zandt et al., 2009), 
trastorno de hiperactividad con déficit de atención (Gargaro et al., 2011; Reiersen, 2011; 
Berenguer-Forner et al., 2015), entre otros. Más aún, hay trabajos que sugieren que la 
presencia de algún trastorno comórbido podría modular la severidad de algunos de los 
síntomas de los TEA (García-Villamisar and Rojahn, 2015). 
Por otro lado, existe un considerable debate sobre si ciertos desórdenes 
psicopatológicos que se presentan con alta frecuencia en la población autista deben ser 
asociados al diagnóstico o si deben ser considerados solo como síntomas co-existentes. 
Estudios basados en la clínica sugieren que la ansiedad generalizada y la depresión mayor 
son los trastornos psiquiátricos más comunes en personas con TEA (Gillott et al., 2001; 
Ghaziuddin et al., 2002; Croen et al., 2015). Incluso, algunos síntomas relacionados con 
alteraciones en el estado del ánimo o del humor ya se observaron en las descripciones 
más tempranas del trastorno (Kanner, 1943). 
Un relevamiento de distintos estudios de prevalencia de trastornos de ansiedad en 
niños y adolescentes con TEA realizado por van Steensel y colaboradores (2011), evidenció 
que en esta población el 39.6% de los sujetos presentaban síntomas relacionados con al 
menos un trastorno de ansiedad. Esta prevalencia es considerablemente alta en 
comparación con la reportada en poblaciones de sujetos que no padecen TEA, donde se 
han reportado, por ejemplo, prevalencias menoresal 2.5% (Costello et al., 2005). Algo 
similar ocurre al analizar la prevalencia de depresión en poblaciones de niños con TEA, 
donde se han reportado prevalencias tan altas como del 30% (Matson and Nebel-
Schwalm, 2007), mientras que un estudio realizado en Australia, donde se analizó la 
presencia de síntomas relacionados con la depresión en una muestra de 4083 sujetos 
entre 4 y 17 años de edad que no padecían TEA, arrojó una prevalencia de 3.5% (Sawyer 
et al., 2001). 
Aunque hay autores que sugieren que los síntomas relacionados con la ansiedad 
deberían ser considerados como parte del diagnóstico de los TEA (Wood & Gadow, 2010), 
otros trabajos han reportado una correlación entre la presencia de síntomas de trastornos 
23 
 
de ansiedad y marcadores biológicos de este trastorno (por ejemplo, altos niveles de 
cortisol salival) sólo en una proporción de niños con autismo (Taylor and Corbett, 2014), lo 
que sugiere que, en realidad, la ansiedad sería un trastorno independiente de los TEA, con 
una alta comorbilidad con éstos. 
De esta manera, muchos son los trabajos que han reportado la alta comorbilidad 
que existe entre TEA y los desórdenes de ansiedad y depresión. Sin embargo, en la 
actualidad no se han reportado correlaciones entre los síntomas característicos presentes 
en niños con TEA y los factores que subyacen a los desórdenes de ansiedad y depresión en 
estos niños. Este enfoque, además de ser una investigación novedosa que puede extender 
la literatura sobre los correlatos de ansiedad-depresión y TEA, podría contribuir a la 
identificación de potenciales tratamientos terapéuticos para el tratamiento de la ansiedad 
o la depresión en los jóvenes con TEA, así como también para el tratamiento de TEA en sí 
mismo. 
I. 2. Estudio y tratamiento del TEA 
I. 2.1 Etiología del trastorno autista: ¿factores genéticos o factores ambientales? 
Los TEA son trastornos complejos y multifactoriales. La etiología subyacente para 
los TEA es en gran parte desconocida. No obstante, hay muchas teorías relacionadas con 
la neuropatología del trastorno. 
Comúnmente, la etiología de este síndrome es descripta como una predisposición 
genética combinada con características del ambiente perinatal (Newschaffer et al., 2007). 
El conjunto de investigaciones que identifican alteraciones genéticas tales como 
deleciones y duplicaciones genéticas, heredadas y de novo, en los TEA es rica. Existen 
distintas líneas de evidencia que sugieren que el desorden es heredable, a pesar de no 
existir una causa genética simple, como sí ocurre en otros síndromes asociados. La tasa de 
concordancia para personas con TEA reportada a partir de poblaciones de gemelos 
dicigóticos varía entre 0 a 37%, mientras que para gemelos monocigóticos varía entre el 
44 al 91%, la cual es superior a la de cualquier otro trastorno cognitivo y/o conductual 
24 
 
conocido (Steffenburg et al., 1989; Bailey et al., 1995; Constantino and Todd, 2000; Kates 
et al., 2004; Rosenberg et al., 2009). Más aún, el riesgo para un recién nacido es más de 
diez veces mayor si un hermano anterior padece TEA (Constantino et al., 2010). 
Se conocen distintos factores de riesgo monogénicos, aunque se ha demostrado 
previamente que las mutaciones genéticas puntuales representan un porcentaje 
relativamente bajo del número total de casos de TEA. No obstante, las mutaciones en un 
solo gen puede aumentar significativamente el riesgo de desarrollar TEA (Chen et al., 
2015). Algunos ejemplos incluyen mutaciones en genes como los que subyacen a los 
síndromes de frágil X (FMR1) y de Rett (MECP2), y a la esclerosis tuberosa (TSC1/TSC2) (Fu 
et al., 1991; Verkerk et al., 1991; Amir et al., 1999; Artigas-Pallarés et al., 2005; Schaefer 
and Mendelsohn, 2008), donde la ocurrencia de TEA es mayor que en la población 
general. De todas maneras, los informes varían en cuanto al impacto de estas mutaciones 
monogénicas hacia la prevalencia general de TEA, con algunos estudios encontrando sólo 
que el 10% de los pacientes diagnosticados de TEA tienen mutaciones o síndromes 
genéticos identificables (Herman et al., 2007). 
Otro aspecto que ha permitido el avance en la identificación de los componentes 
genéticos de los TEA, es la demostración de mutaciones de novo como una fuente 
importante de causalidad, donde hay trabajos que reportan que este tipo de mutaciones 
es mayor en niños con TEA, respecto de poblaciones control (Sebat et al., 2007; Marshall 
et al., 2008; Levy et al., 2011; Sanders et al., 2011). 
Por otra parte, los trabajos que proponen que el síndrome es heredable sugieren 
un componente genético, pero no único: serían diversos los genes que podrían ser la 
causa del desorden. Se estima que 400-1000 genes pueden conducir a una susceptibilidad 
al autismo (He et al., 2013; Ronemus et al., 2014). Esos genes varían mucho entre 
individuos y grupos familiares, por lo que distintos estudios genómicos han dejado al 
descubierto un gran número de genes candidatos asociados a los TEA (revisado en 
Abrahams and Geschwind, 2008). Algunos ejemplos son RELN (Skaar et al., 2005), SHANK3 
(Moessner et al., 2007; Monteiro and Feng, 2017), NLGN3, NLGN4X (Jamain et al., 2003), y 
MET (Campbell et al., 2006). De todas maneras, todavía no se encuentra una relación clara 
25 
 
entre las distintas alteraciones génicas y las alteraciones funcionales y se cree que las 
influencias genéticas convergen en un número menor de vías fisiológicas claves y en 
etapas cruciales de desarrollo del cerebro (Krishnan et al., 2016). Además, a pesar de la 
extensa investigación en este campo, la etiología genética de al menos el 70% de los casos 
de TEA sigue siendo desconocido (Schaaf and Zoghbi, 2011). 
Una particularidad es que entre los genes candidatos varios desempeñan 
importantes papeles en la función inmune. Proteínas de la vía de la fosfatidilinositol-3-
quinasa (PI3K), incluyendo las codificadas por los genes MET, TSC1 y TSC2, tienen un papel 
importante en la regulación de la interleuquina 12, en la producción de las células 
mieloides y están implicadas en el cambio de fenotipo de macrófagos, del perfil M1 al 
perfil M2 (Fukao et al., 2002). Otros genes candidatos adicionales incluyen haplotipos del 
complejo mayor de histocompatibilidad tipo 2 (Lu et al., 1991; Torres et al., 2001), y el 
factor inhibidor de macrófagos (Grigorenko et al., 2008), todos ellos implicados en la 
modulación de la función del sistema inmune. Esta asociación entre alteraciones en la 
función del sistema inmune y la presencia de TEA sugiere un posible rol de este sistema en 
el desarrollo del síndrome y se volverá a discutir más adelante. 
Connors (2008) describió que el origen de los trastornos del espectro autista puede 
implicar alteraciones en múltiples genes y que esto puede ser influenciado por factores 
ambientales. Incluso, postula que es posible que la perturbación del desarrollo fetal por 
factores ambientales pueda conducir a trastornos del neurodesarrollo sin causa genética. 
Los factores ambientales parecen tener un papel importante en la etiología de los TEA. 
Han habido varios estudios que investigan factores ambientales y su asociación con 
el desarrollo de TEA. En los últimos años, se han reportado una serie factores no genéticos 
relacionados a la patogénesis del autismo. Estudios epidemiológicos sugieren un aumento 
en la tasa de esta enfermedad en regiones geográficas particulares (Gillberg, 1983), por 
nacimientos en determinadas estaciones (Zerbo et al., 2011) y asociada a la edad de los 
padres (Gardener et al., 2009; Shelton et al., 2010). Otros autores, asocian el alarmante 
aumento de la prevalencia del TEA con la exposición de la población humana a un 
26 
 
conjunto cada vez más diverso de productos químicos sintéticos incluyendo fragancias, 
muchas de las cuales tienen actividad esteroidogénica (Sarantis et al., 2010). 
También se han propuesto como factores de riesgoambientales los relacionados 
con infecciones virales y/o estímulos inmunológicos (Singh, 1996; Licinio et al., 2002), que 
han tomado gran relevancia en el estudio de la etiología del autismo en los últimos años. 
Por ejemplo, se han reportado déficits en la interacción social y en la comunicación, así 
como la presencia de comportamientos estereotipados, en un modelo animal de infección 
materna durante la preñez, considerando entonces a la infección materna como un 
importante factor de riesgo ambiental prenatal (Patterson, 2011; Malkova et al., 2012). 
De manera paralela, se han propuesto una gran variedad de factores o 
contaminantes ambientales. La exposición a metilmercurio durante la niñez está asociada 
a anormalidades neuropsiquiátricas en el lenguaje, la atención y la memoria (Grandjean et 
al., 1999; Davidson et al., 2011). Otros estudios reportaron que la exposición aguda al 
metilmercurio durante el desarrollo provoca la muerte de células del hipocampo, una 
reducción en la neurogénesis, y déficits de aprendizaje graves (Landrigan et al., 2004; 
Falluel-Morel et al., 2007). Más aún, el timerosal, un compuesto orgánico que contiene 
mercurio y fue ampliamente utilizado desde la década de 1930 como un conservante en 
una serie de productos biológicos y medicamentos, incluyendo muchas vacunas, para 
ayudar a prevenir la contaminación microbiana, ha sido señalado como un posible factor 
de riesgo ambiental (Hviid et al., 2003; Landrigan et al., 2004; Slotkin et al., 2007). En 
función de esto, se empezó a considerar a la vacunación como factor de riesgo y se 
iniciaron numerosas campañas contra la misma. Sin embargo, en la actualidad hay 
trabajos que se han encargado de desmitificar la asociación entre la vacunación y la 
presencia de TEA (DeStefano, 2007). 
Por otra parte, la talidomida, un medicamento contra las náuseas que fue utilizado 
por mujeres embarazadas entre 1957 y 1962 y causó severos defectos de nacimiento en 
sus hijos, causó además un aumento en el riesgo de desarrollar autismo. El análisis de los 
efectos permitió identificar ventanas temporales críticas en el desarrollo: las 
características del desorden observado se podían relacionar con el momento en el que la 
27 
 
madre había ingerido la droga. Para el caso del autismo esta ventana resultó ser del día 20 
al día 23 luego de la fecundación, un estadio temprano del desarrollo neuronal (Miller, 
1991; Strömland et al., 1994). De manera interesante, este período coincide con la 
producción de las primeras neuronas, las que forman los núcleos motores de los nervios 
craneales. No es sorprendente que los pacientes con autismo en el estudio tuvieran 
evidencias de alteraciones morfológicas en los núcleos motores o en sus proyecciones 
(revisado en Rodier et al., 1997). Más importante aún, los resultados del estudio sobre el 
efecto de la talidomida indican que el autismo puede ser causado por una alteración muy 
temprana en el cerebro en desarrollo. 
El hallazgo de que la exposición a agentes ambientales durante ventanas críticas 
puede resultar en las alteraciones observadas en TEA, permitió grandes avances en el 
estudio del autismo, al analizar los efectos de otro compuesto considerado como factor de 
riesgo ambiental, el ácido valproico (VPA). El VPA es un ácido graso, ampliamente utilizado 
como antiepiléptico. Las propiedades antiepilépticas del VPA fueron descubiertas por 
casualidad, por el investigador Pierre Eymard en 1962, quien estaba investigando la 
actividad anticonvulsiva de otros compuestos y usaba al VPA como vehículo (Meunier et 
al., 1963). El VPA tiene múltiples mecanismos de acción, incluyendo la inhibición de la 
histona deacetilasa, la potenciación de la sinapsis GABAérgica y probablemente otros 
mecanismos aún no descubiertos. En la actualidad se utiliza como medicina anticonvulsiva 
y estabilizador del humor o ánimo, principalmente para el tratamiento de la epilepsia y el 
desorden bipolar (Löscher, 2002; Margineanu, 2012). Debido a estos múltiples 
mecanismos de acción, hay trabajos que proponen que podría tener potencial utilidad en 
el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer e incluso en terapias frente al cáncer 
(Nalivaeva et al., 2009). 
La exposición prenatal a VPA tiene efectos somáticos similares a los de la 
talidomida (Binkerd et al., 1988), sus efectos perjudiciales para el cerebro son evidentes 
en los seres humanos (Ardinger et al., 1988), y ha sido relacionado con el autismo 
(Christianson et al., 1994), dando lugar a una entidad clínica denominada Síndrome de 
Valproato Fetal (SVF). Así, un trabajo realizado en 1993 donde se examinaron a 7 niños 
28 
 
con SVF, resultó que 2 de los 7 casos mostraban síntomas de autismo y 2 más mostraban 
marcados retrasos de desarrollo (Laegreid et al., 1993). Otro grupo, en 1997, describió 6 
casos más, mostrando que niños con SVF también habían sido diagnosticados con TEA 
(Williams and Hersh, 1997). Así, pasaron algunos años y se sucedieron los trabajos que 
reportaban la relación entre los síntomas de SVF y de TEA. Un estudio de cohortes 
prospectivo publicado recientemente exploró la relación entre la exposición prenatal a los 
fármacos antiepilépticos (incluido el VPA) y el riesgo de trastornos del desarrollo 
neurológico como TEA, trastorno de hiperactividad con déficit de atención y la dispraxia. 
En ese trabajo se realizó un estudio de 11 años de duración, observando el desarrollo 
físico y cognitivo de 415 niños nacidos de madres con o sin epilepsia, con un resultado 
final del diagnóstico del desarrollo neurológico a los 6 años de edad. Sus resultados 
mostraron un aumento significativo en el riesgo de trastornos del desarrollo neurológico 
en aquellas mujeres que tomaban VPA durante el embarazo, siendo el autismo el 
diagnóstico más frecuente. Finalmente, un trabajo similar realizado en 2013, donde se 
evaluó en una población de niños la relación entre la exposición prenatal a VPA y la 
presencia de síntomas del autismo, concluyó que el uso de valproato por parte de la 
madre durante el embarazo se asocia con un aumento significativo del riesgo de TEA en la 
descendencia (Christensen et al., 2013). 
Todo esto, sumado a la incompleta penetrancia de los factores de riesgo genéticos, 
sugiere fuertemente la necesidad de investigar la existencia y la contribución de factores 
ambientales, a fin de comprender mejor la etiología del desorden. 
I. 2.2 La base de la investigación científica en TEA: modelos animales de autismo 
Como se mencionó anteriormente, los TEA son un conjunto de desórdenes que 
tienen una neuropatología muy compleja. Para poder identificar los factores que 
contribuyen a la etiología de un desorden del desarrollo como el autismo es necesario 
comprender los mecanismos cerebrales básicos que lo regulan. En este sentido, la 
generación de modelos animales para su estudio ha significado un gran avance en el 
conocimiento de los mecanismos involucrados en el desarrollo de la enfermedad, así 
29 
 
como en la identificación de posibles blancos terapéuticos. A través de ellos, la comunidad 
científica ha podido realizar distintos abordajes experimentales para averiguar posibles 
mecanismos involucrados en las alteraciones en la conducta, y también para evaluar el 
efecto de potenciales tratamientos, que serían imposibles de realizar in vivo en pacientes 
con TEA. 
Dado que los estudios poblacionales sugieren que esta enfermedad es 
consecuencia tanto de factores genéticos como ambientales, se necesita poder manipular 
éstos para determinar los efectos que poseen a corto y largo plazo en el desarrollo del 
cerebro. Para ello es imprescindible la generación de modelos animales. 
Se ha propuesto un cierto número de criterios para mejorar la validez de los 
modelos animales con respecto a los trastornos mentales que supuestamente deben 
modelar (McKinney, 1984; Treit, 1985; Willner et al., 1992). Un buen modelo debe serreproducible y para poder ser considerado válido debe poder recapitular los síntomas de 
la enfermedad que pretende modelar, ya sea a nivel conductual o fisiológico, es decir que 
debe presentar una validez aparente o facial; además debe poder predecir los efectos que 
un tratamiento tendrá en los humanos afectados por la patología, lo que implica 
presentar validez predictiva; y, por último, debe existir una similitud entre las bases 
biológicas subyacentes del modelo animal y la enfermedad humana, esto es, presentar 
validez de constructo. 
Sin embargo, en la actualidad es muy difícil encontrar un modelo que presente los 
tres tipos de valideces. En el particular caso del TEA, por ejemplo y como ya se ha 
mencionado, no se conoce con exactitud la etiología del síndrome y, por lo tanto, no 
existen modelos que presenten validez de constructo en sí mismos. Además, el autismo 
puede ser particularmente difícil de modelar. Aspectos como la capacidad de empatizar o 
intuir los sentimientos e intenciones de los demás, y las habilidades comunicacionales, 
resultan muy difícil de evaluar en animales. No obstante, mientras lo esperable es que un 
modelo animal no pueda replicar una enfermedad humana en todas sus características, un 
modelo que replique los síntomas fundamentales puede resultar en una herramienta 
altamente útil para el abordaje de estudios bioquímicos, genéticos o ambientales 
30 
 
(Crawley, 2007). En el estudio de los TEA el foco se ha puesto en modelar los tres 
síntomas llamados “nucleares” del síndrome: sociabilidad reducida, deficiencias en la 
comunicación, y comportamientos estereotipados o repetitivos. En los últimos años se 
han desarrollado una batería de ensayos conductuales que permiten estudiar la respuesta 
social, la comunicación, el interés restringido y el comportamiento repetitivo o 
estereotipado en ratones. Con esta batería pueden evaluarse las características 
principales que se intenta modelar, además del efecto de potenciales terapias o 
tratamientos (Crawley, 2007; Moy et al., 2007). 
De esta manera, se han desarrollado una serie de modelos animales utilizando 
roedores, particularmente ratas y ratones. Dado que los ratones son animales sociales por 
naturaleza, es relativamente sencillo detectar y cuantificar una reducción en la 
sociabilidad analizando las interacciones entre dos individuos, ya sea en juveniles (Cox and 
Rissman, 2011), así como en animales adultos, con quienes también se han analizado 
respuestas a estímulos sociales novedosos (Nadler et al., 2004; McFarlane et al., 2008; 
Balemans et al., 2010; Depino et al., 2011a; Defensor et al., 2012; Lucchina and Depino, 
2014). 
Por otro lado, algunos comportamientos naturales de roedores son considerados 
estereotipados cuando son expresados sin necesidad, como el autoacicalamiento, o la 
excavación. Estos comportamientos pueden ser cuantificados y utilizados para modelar los 
patrones de comportamientos restrictivos o estereotipados del autismo (McFarlane et al., 
2008; Depino et al., 2011a; Amodeo et al., 2012). 
A continuación, se nombrarán algunos de los modelos animales más utilizados para 
el estudio de los TEA. 
 
I. 2.2.1 Modelos genéticos 
Existen numerosos modelos animales basados en la manipulación de genes 
candidatos para el desarrollo del autismo. Algunos de ellos se basan en mutaciones 
monogénicas que subyacen a síndromes que presentan comportamientos asociados con 
los TEA. 
31 
 
El autismo posee un diagnóstico enteramente conductual, y como se ha discutido 
previamente, aún no ha sido ampliamente comprendida su etiología y no se conocen 
marcadores moleculares claros. De esta manera, contrasta con el síndrome de frágil X 
(SFX), un trastorno de un solo gen (FMR1) con alteraciones definidas de la expresión 
génica y morfología neuronal. Sin embargo, la superposición del fenotipo conductual 
entre autismo y SFX sugiere la posibilidad de algunos mecanismos moleculares 
subyacentes a las alteraciones en común. En este sentido, entender cómo la alteración de 
un solo gen en SFX resulta en un síndrome de características conductuales similares puede 
sugerir nuevos objetivos para la investigación de los TEA e ilustrar estrategias para 
relacionar el autismo con síndromes genéticos más singulares y conocidos (Belmonte and 
Bourgeron, 2006). 
Por otro lado, alteraciones en la expresión del gen MECP2 también han sido 
relacionadas con la presencia de síntomas del autismo. La proteína de unión a MeCPG 2 es 
un importante regulador epigenético, y mutaciones en el gen MECP2 causan la mayoría de 
los casos de síndrome de Rett (RTT), un trastorno ligado al cromosoma X (Amir et al., 
1999). Tanto el RTT como el autismo han sido catalogados como "trastornos generalizados 
del desarrollo" y comparten déficits en las habilidades sociales, cognitivas y lingüísticas, y 
presencia de comportamientos repetitivos o estereotipados, después de un desarrollo 
perinatal aparentemente normal. Aunque las mutaciones en la secuencia de MECP2 son 
una causa rara de autismo, defectos de expresión de MeCP2 se encontraron previamente 
en el cerebro de pacientes con autismo (Beyer et al., 2002; Carney et al., 2003; Samaco et 
al., 2004). Más aún, existen distintas isoformas de MeCP2, las cuales se obtienen a partir 
de fenómenos de splicing alternativo o por deleción de una región del extremo UTR 3' 
(D’Esposito et al., 1996; Kriaucionis and Bird, 2004). En este contexto, se han observado 
diferentes patrones de expresión de isoformas de proteína MeCP2 en cerebros post 
mortem, lo que sugiere que tanto mecanismos transcripcionales como post-
transcripcionales podrían estar implicados en la expresión anormal de la proteína MeCP2 
en TEA (Samaco et al., 2004). Adicionalmente, también se han hallado correlaciones entre 
32 
 
las alteraciones en la expresión de la MeCP2 y un aumento de la metilación del promotor 
del gen, en regiones específicas del SNC (Nagarajan et al., 2008). 
Finalmente, los defectos en la expresión de MeCP2 también han sido asociados a 
alteraciones en la inactivación del cromosoma X (ICX). La ICX es un proceso aleatorio 
mediante el cual la mayoría de los genes de uno de los dos cromosomas X presentes en las 
hembras son silenciados por un mecanismo epigenético (Lyon, 1961). La disfuncionalidad 
en la ICX se ha observado en el síndrome de Rett (Huppke et al., 2006; Knudsen et al., 
2006). Curiosamente, estas alteraciones en la ICX han sido reportadas previamente en 
sangre de mujeres con TEA (Talebizadeh et al., 2005), aunque este informe aún no ha sido 
replicado de forma independiente o examinado en tipos de células adicionales. 
En su conjunto, estos resultados sugieren que el estudio de las alteraciones 
genéticas y epigenéticas que llevan a defectos en la expresión de MeCP2 y la 
disfuncionalidad de la ICX podrían ser importantes factores en la dilucidación de la 
etiología del autismo. 
Otra opción, en lugar de usar mutantes monogénicos, es usar cepas cuyo 
comportamiento se encuentra relacionado con el autismo: por ejemplo, la cepa 
endocriada de ratones BTBR T1tf/J (BTBR). Esta cepa endogámica presenta los rasgos 
conductuales relevantes para las tres categorías de síntomas diagnósticos del autismo. En 
comparación con la cepa estándar social C57BL/6J, la cepa BTBR muestra bajos niveles de 
interacción social recíproca en animales juveniles, déficits en los niveles de sociabilidad en 
animales adultos, baja transmisión social de la preferencia alimentaria y altos niveles de 
autoacicalamiento, medida de comportamientos repetitivos análogos a los observados en 
pacientes con TEA (Moy et al., 2004, 2008; Bolivar et al., 2007; Yang et al., 2007, 2009; 
McFarlane et al., 2008; Silverman et al., 2010). Más aún, esta cepa también ha presentado 
patrones inusuales de vocalización en crías y una disminución en las vocalizaciones 
ultrasónicas en respuesta a las señales sociales comoadultos (Scattoni et al., 2011; Wöhr 
et al., 2011). No obstante, esta cepa presenta una serie de alteraciones morfológicas en el 
SNC, como por ejemplo la ausencia total de cuerpo calloso, lo cual hay que tener en 
cuenta al analizar el alcance de la información reportada. Por otro lado, un inconveniente 
33 
 
que presenta la utilización de esta cepa, es la ausencia de un control correcto para los 
experimentos, por lo que para las comparaciones se utiliza otra cepa totalmente distinta, 
por lo general la cepa C57BL/6J, por lo que las diferencias genéticas son múltiples. 
En resumen, los modelos animales genéticos proveen herramientas útiles para 
evaluar la evidencia que apoya la participación de distintos mecanismos o estructuras en 
el desarrollo de las alteraciones observadas en el autismo. A pesar de tener una validez de 
constructo limitada, ya que las mutaciones mencionadas sólo se han observado en 
pequeños grupos de pacientes, la variedad de herramientas genéticas disponibles 
permiten llevar adelante una evaluación controlada de la contribución de distintas vías 
celulares o moleculares en la neurobiología del autismo, para evaluar luego su 
potencialidad como blanco de tratamientos o prevención. 
 
I. 2.2.2 Modelos ambientales 
Como se mencionó previamente, otro aspecto que ha tomado relevancia en el 
estudio de la etiología del autismo es el efecto de factores ambientales durante la preñez. 
Estudios epidemiológicos en seres humanos han proporcionado pruebas 
sustanciales de que la infección prenatal se asocia con un mayor riesgo para el desarrollo 
de varios trastornos psiquiátricos y neurológicos, sobre todo la esquizofrenia, el autismo y 
la parálisis cerebral (revisado en Boksa, 2010). En este sentido, distintos estudios han 
reportado una mayor incidencia de autismo después de la rubéola congénita (Chess, 
1977), así como también después de una infección viral materna durante el embarazo 
(Wilkerson et al., 2002). Si bien estas asociaciones proporcionan razones para sugerir que 
la infección prenatal podría contribuir a la causa de estos trastornos, no demuestran la 
causalidad. El modelado animal proporciona un enfoque oportuno para evaluar si la 
infección prenatal puede realmente causar cambios transitorios o duraderos en la función 
del SNC y cuáles podrían ser los mecanismos para ello. 
Diferentes diseños experimentales han sido utilizados para estudiar los efectos de 
la activación inmune materna (AIM) sobre el desarrollo del cerebro del feto: tanto 
infecciones bacterianas como virales durante el embarazo han sido modeladas empleando 
34 
 
tres enfoques inmunogénicos principales como lo son la exposición al virus de influenza 
humana (Fatemi et al., 1999, 2002, 2008; Shi et al., 2009), la simulación de una infección 
bacteriana usando lipopolisácaridos (LPS) (Golan et al., 2005; Ashdown et al., 2006; 
Graciarena et al., 2010), o la simulación de una infección viral usando un ARN sintético de 
doble cadena, el ácido poliinosínico-policitidílico (poliI:C) (Meyer et al., 2006; Smith et al., 
2007; Shi et al., 2009). LPS o poliI:C se han inyectado intraperitonealmente (i.p.), 
intravenosamente, subcutáneamente o incluso intrauterinamente, mientras que el virus 
de la influenza, en general, se ha administrado intranasalmente. La edad gestacional a la 
que se administra el inmunógeno ha variado a través de estos estudios, yendo desde la 
administración diaria de LPS o poliI:C durante toda la preñez hasta una única 
administración en algún momento de la gestación. 
Un modelo que ha sido ampliamente estudiado en los últimos años es el modelo 
de AIM a través del tratamiento con LPS, un componente de la pared celular de bacterias 
gram negativas. La administración sistémica de LPS conduce a la activación de la respuesta 
inmune innata, mediante unión al receptor Toll tipo 4 (TLR-4). La unión de LPS al TLR-4 en 
macrófagos y otras células inmunes desencadena una cascada de transducción de señales 
que conduce a la activación de factores de transcripción tales como el factor nuclear 
kappa B y la posterior transcripción de genes que codifican para mediadores pro y 
antiinflamatorios (Aderem and Ulevitch, 2000). Estos estímulos llevan a la alteración de 
los niveles de citoquinas tales como IL-1β, IL-6, TNFα, IFNȣ y TGF-β1 en la placenta y en el 
líquido amniótico, pero también resultan en la alteración de los niveles de estas citoquinas 
en el cerebro fetal y neonatal (Golan et al., 2005; Ashdown et al., 2006; Meyer et al., 2006; 
Graciarena et al., 2010). Algunas de las alteraciones observadas luego de la exposición 
prenatal a LPS son una disminución en la interacción social y en el aprendizaje, y un 
aumento en el comportamiento relacionado con la ansiedad (Jonakait, 2007; Meyer et al., 
2007; Patterson, 2009). 
Finalmente, otro modelo de AIM estudiado los últimos años es el que simula la 
infección por un virus, inyectando a la hembra preñada con poliI:C, estímulo que actúa a 
través del receptor Toll tipo 3. Se ha reportado que el tratamiento prenatal con poliI:C al 
35 
 
día gestacional (DG) 12.5 genera alteraciones conductuales e histológicas similares a las 
observadas en las crías de madres infectadas con el virus de influenza (Shi et al., 2003, 
2009; Smith et al., 2007). Este modelo ha sido ampliamente utilizado y muchas 
alteraciones conductuales relacionadas con el autismo han sido reproducidas, incluyendo 
déficit en la interacción social, en la memoria de trabajo y en la exploración de un objeto 
nuevo, y una dificultad para aprender una tarea contraria a una ya aprendida (Shi et al., 
2003; Zuckerman et al., 2003; Ozawa et al., 2006; Meyer et al., 2006; Smith et al., 2007; 
Wolff and Bilkey, 2008). Este modelo tiene la particularidad de que el tratamiento con 
polil:C ha sido probado en distintos momentos de la preñez. Ratones adultos expuestos a 
la AIM el DG9 mostraron una disminución en el comportamiento de exploración, mientras 
que aquellos expuestos el DG17 mostraron un comportamiento perseverante (Meyer et 
al., 2006). De esta manera, se puede afirmar que la AIM es un buen modelo de autismo, 
no sólo porque modela los síntomas del desorden, sino también porque modela la 
heterogeneidad observada entre las personas con TEA dependiendo del momento del 
desarrollo en el que es experimentada la respuesta inflamatoria. 
Por otra parte, y como se ha mencionado previamente, otro factor de riesgo 
ambiental es el ácido valproico (VPA). El modelo de exposición a VPA fue propuesto por 
Patricia Rodier y es uno de los más frecuentes modelos usados con causa ambiental 
(Rodier et al., 1996, 1997). Hasta el momento, varios laboratorios independientes han 
reportado que la exposición prenatal temprana al VPA lleva a alteraciones conductuales 
relacionadas con el autismo: una disminución en la interacción social, hiposensibilidad al 
dolor, memoria de miedo más fuerte y más duradera, y cambios en el tipo de 
vocalizaciones ultrasónicas (Vorhees, 1987; Wagner et al., 2006; Dufour-Rainfray et al., 
2011; Lucchina and Depino, 2014). A su vez, también han sido reportadas conductas de 
patologías que presentan comorbilidad en pacientes con TEA: un aumento de conductas 
relacionadas con la depresión (Nakasato et al., 2008), de conductas relacionadas con la 
ansiedad (Mehta et al., 2011), así como una desregulación del ritmo circadiano (Tsujino et 
al., 2007). En este modelo en ratón también se han observado alteraciones en la expresión 
de algunos genes relacionados al autismo. Por ejemplo, se han reportado menores niveles 
36 
 
de expresión de neuroligina 3 en la corteza somatosensorial y en el hipocampo (Kolozsi et 
al., 2009). 
Aunque los efectos del VPA han sido probados en roedores durante muchos años, 
sólo recientemente se ha utilizado para modelar el síndrome y para estudiar las 
alteraciones conductuales y posibles intervenciones de tratamiento de los TEA (Schneideret al., 2006; Chomiak and Hu, 2013). Roullet y sus colaboradores (2013) han observado 
que el modelo de VPA exhibe validez de constructo y aparente, y trabajos recientes han 
proporcionado evidencia de que también puede exhibir validez predictiva. Por ejemplo, 
Schneider (2006) informó anteriormente que el enriquecimiento ambiental tiene un 
efecto positivo sobre casi todas las alteraciones conductuales observadas en crías 
expuestas prenatalmente al VPA. Este resultado resulta relevante a la luz de trabajos 
recientes que han demostrado en un ensayo controlado aleatorio que el enriquecimiento 
ambiental (en forma de una combinación de estímulos sensoriales y motores múltiples) 
también fue eficaz en la mejora de algunos de los síntomas en niños con autismo (Woo 
and Leon, 2013). 
Dada la robustez del modelo son muchos los grupos de investigación que 
trabajaron con él y han sido propuestos varios mecanismos por los que el VPA podría estar 
aumentando el riesgo de TEA en niños, mecanismos que aún deben ser puestos a prueba: 
cambios epigenéticos dada la ya mencionada inhibición de la actividad de deacetilasas de 
histonas, una posible interferencia en la función de neurotransmisores, apoptosis 
neuronal, modificación de la plasticidad neuronal o interrupción del metabolismo del 
ácido fólico. En línea con esto concluyeron que el estudio de los efectos del VPA sobre el 
cerebro y sobre el comportamiento podría proveer pistas que indiquen qué caminos 
recorrer para investigar los posibles mecanismos patofisiológicos del TEA. 
Todo esto hace del modelo de VPA un modelo idóneo para estudiar tanto el 
fenotipo conductual, la patofisiología, la relación entre el comportamiento y las 
alteraciones observadas, y la evolución temporal del desorden, como también abre la 
puerta para evaluar el efecto de distintas terapias y tratamientos. 
 
37 
 
I. 3. Neuropatología del autismo 
Las bases neurofisiológicas de la mayoría de los trastornos psiquiátricos no han 
sido completamente dilucidadas, a pesar de la acumulación de información sobre los 
factores genéticos y/o ambientales asociados a fenotipos de comportamiento complejos 
como los observados en el autismo. Un principio emergente en el estudio de la patología 
de los TEA en los últimos años es que una serie de anomalías funcionales aparentemente 
no relacionadas puedan dar lugar a la misma clase de fenotipo psiquiátrico (como la 
disfunción del comportamiento social, observada en los TEA), destacando la necesidad de 
identificar conceptos simplificadores a nivel de circuitos que podrían unificar diversos 
factores bajo un principio fisiopatológico común. Diferentes abordajes, incluyendo la 
evaluación clínica, estudios de imágenes y neuropatológicos en cerebros post mortem de 
personas con TEA y distintas aproximaciones utilizando modelo animales, han sido 
utilizados para estudiar las anormalidades estructurales, morfológicas y fisiológicas del 
SNC en los TEA. 
En esta sección, se presentarán distintos ejemplos de alteraciones reportadas, las 
cuales van desde alteraciones en el balance excitatorio/inhibitorio de la función sináptica 
hasta alteraciones en la función del sistema inmune y del eje hipotálamo-glándula 
pituitaria-glándula adrenal (eje HPA) frente a estímulos estresantes. El estudio de la 
neuropatalogía del autismo se ha concentrado en regiones del SNC implicadas en 
comportamientos sociales, como el hipocampo, la corteza prefrontal y el cerebelo (Insel 
and Fernald, 2004; Depino et al., 2011a; Lucchina and Depino, 2014; Kim et al., 2017). 
I. 3.1 Alteraciones en la actividad neuronal. ¿Existen alteraciones que definan al 
cerebro autista? 
Son muchos los grupos de investigación que han enfocado sus esfuerzos en 
analizar posibles alteraciones en la actividad neuronal de distintas regiones del SNC y en 
su conectividad, tanto a nivel basal como en respuesta a algún tipo de estimulación. Ya en 
1978, Damasio y Maurer (1978) observaron comportamientos similares en el autismo y en 
pacientes con lesión en la corteza frontal. Además, encontraron alteraciones en vías 
38 
 
talamocorticales, las cuales desempeñan un papel crítico en el lenguaje y funciones 
cognitivas superiores. Una década después, Horwitz y colaboradores (1988), utilizando la 
tomografía por emisión de positrones (PET), encontraron un aumento global en el 
metabolismo de la glucosa a nivel basal en adultos con autismo, que proporcionó apoyo 
indirecto para la teoría de que el autismo se vincula a actividad cerebral anormal. 
Con el advenimiento de las técnicas modernas de obtención y análisis de imágenes, 
en las últimas dos décadas ha habido un aumento exponencial en el número de estudios 
que examinan el cerebro autista a nivel global utilizando una amplia variedad de técnicas, 
tales como resonancia magnética funcional (fMRI), electroencefalografía, 
magnetoencefalografía, imágenes de tensor de difusión, y la ya mencionada PET. 
El desarrollo temprano del cerebro implica un delicado equilibrio entre la 
especialización funcional de regiones específicas, así como la formación de conexiones a 
través de estas regiones mediante mecanismos de integración. En este contexto, el 
autismo es un trastorno del desarrollo neurológico con alteraciones encontradas en el 
desarrollo del cerebro (Courchesne, 2002), lo que puede apuntar a la desorganización de 
la especialización funcional y la integración. 
La mayoría de los primeros estudios de fMRI informaron algún grado de alteración 
de la actividad cerebral en personas con TEA, en relación con individuos control. Por 
ejemplo, estudios de fMRI realizados sobre niños con TEA reportaron que a los 2-4 años 
de edad, el 90% de los pacientes con autismo tienen volúmenes cerebrales más grandes 
que el promedio de los cerebros del grupo control (Lemons et al., 1981; Courchesne et al., 
2001). A su vez, también se han reportado alteraciones tales como que los cerebros de 
niños con TEA tenían más materia gris cortical cerebral (12%), y más materia blanca 
cerebral (18%) y cerebelar (39%) que los controles (Courchesne et al., 2001). 
Llamativamente, estas diferencias no pudieron observarse en niños con TEA de mayor 
edad. 
Por otra parte, así como es importante entender el funcionamiento de una región y 
sus posibles alteraciones morfológicas, también lo es entender la integración entre 
diferentes regiones del cerebro. En este sentido, son muchos los trabajos que, utilizando 
39 
 
las mismas técnicas, han reportado alteraciones en la conectividad entre regiones. Se han 
demostrado patrones alterados de especialización funcional en regiones del SNC 
implicadas en el procesamiento cognitivo y lingüístico en niños y adultos con TEA. Estos 
estudios apuntan a varios focos en el cerebro que tuvieron respuesta anormal en 
individuos con TEA, en comparación con individuos control (revisado en Dichter and 
Belger, 2008; Minshew and Keller, 2010; Anagnostou and Taylor, 2011). El primer hallazgo 
empírico de conectividad funcional basado en fMRI en autismo fue reportado en 2004 
utilizando una tarea de comprensión de oraciones (Just et al., 2004). En este trabajo 
encontraron alteraciones en la conectividad en diferentes regiones del cerebro en adultos 
con TEA. A su vez, varios estudios utilizando esta técnica evidenciaron una conectividad 
funcional más débil, también denominada subconectividad cortical, en pacientes con 
autismo, utilizando diferentes tareas que incluían interpretación de imágenes visuales y 
de lenguaje (Kana et al., 2006), memoria de trabajo (Koshino et al., 2008), herramientas 
sociales y emocionales (Rudie et al., 2012; Schipul et al., 2012), y resolución de problemas 
(Just et al., 2007). Sin embargo, a pesar de la abundancia de estos hallazgos, existen 
todavía inconsistencias en la respuesta de regiones del SNC a diferentes tareas en 
pacientes con TEA. 
Por el lado de los modelos animales, distintos trabajos